常用几种模糊控制器详解.ppt

基本模糊控制器所存在的问题 模糊控制在工程应用中的困惑 模糊控制利用隶属度函数和模糊合成法则等思想 巧妙地综合了人们的直觉经验。从而在其他经典控 制理论和现代控制理论不太奏效的场合,能够实现 较满意的控制。 模糊控制必须具有较完善的控制规则,但模糊控制 综合定量知识的能力较差。一张较理想的模糊控制 表必须通过反复精心整定才能投入使用。对于某些 复杂的工业过程,有时难以总结出较完整的经验。 量化因子和比例因子的选择也影响着整个系统的品 质,并且当对象动态特性发生变化,或者受到随机 干扰的影响都会影响模糊控制的效果。以上问题都 将导致模糊控制器存在一些缺陷。 1精度较低 ●这主要是由于模糊控制表的级别有限而 造成,通过增加量化等级数目虽可提高 精度,但查询表将过于庞大。须占用较 大空间.使运算时间增加。实际上如果 模糊控制器中不引入积分机制,原则上 总是存在误差的。因为它本身就是根据 误差的大小和变化来实现控制的 2自适应能力有限 ●由于简单模糊控制器中查询表亠旦整定 下来后,就不再改变,量化因子和比例 因子也是如此。这样当对象参数随着环 境的变迁发生漂移时,它不能对自己的 控制规则进行有效的调整,从而使其良 好性能得不到充分发挥, 3容易产生震荡现象 ●如果查询表构造不合理或量化因子和比 例因子选择不当,都会导致振荡。在仿 真过程中,特别是系统进入误差的零档 级时产生高频振荡现象更为普遍 常用的几种模糊控制器 ●模糊控制与PID控制结合 ●带有修正因子的自寻优模糊控制器 语言变量基本论域量化曲线自调整控制 器设计 ●自适应模糊控制 模糊控制与P|D控制结合 为什么要将模糊控制与PD控 制结合使用? ●常规PID(比例、积分、微分)控制是过程控制中 应用最广泛最基本的一种控制方式,它具有简 单、稳定性好、可靠性高的特点。而PD控制 对大部分工业控制对象,特别是对于线性定常 系统的控制是非常有效的,通常都能取得较为 满意的控制效果。PID控制的控制品质取决 PID控制器各个参数的整定,但常规PID控制器 不能在线整定参数。而且对于非线性、时变的 复杂系统和模型不清的系统,就不能很好地加 以控制。 为什么要将模糊控制与PD控 制结合使用? ●简单模糊控制器由于不具有积分环节 因而在模糊控制的系统中很难完全消除 稳态误差,而且在变量分级不够多的 况下,常常在平衡点附近会有小的振荡 现象。但是模糊控制系统对复杂的和模 型不清的对象却能有效地加以控制,所 以把模糊控制和PID控制结合起来,就可 以组成兼有两者优点的模糊PD控制方法 Fuzzy-P|D复合控制 Fuzzy-PID复合控制方法的出发点主要 是因为模糊控制器本身消除系统稳态误 差的性能比较差,难以达到较髙的控 精度和较好的跟踪性能。要提髙模糊控 制器的精度和跟踪性能,就必须对语 变量取更多的语言值,但同时增加了推 理规则的数量和增大了计算量,不能满 足实时控制的要求